JP2008089941A - Mask, exposure method and method for manufacturing display element - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するためのマスク、該マスクを用いた露光方法、該露光方法を用いた表示素子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a mask for manufacturing a microdevice such as a flat panel display element such as a liquid crystal display element in a lithography process, an exposure method using the mask, and a method for manufacturing a display element using the exposure method. .
マイクロデバイスの一つである半導体素子や液晶表示素子等を製造する場合において、マスク(レチクル、フォトマスク等)のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布された大型基板(ガラスプレート、半導体ウエハ等)上に投影露光する投影露光装置が使用されている。ところで、近年、2m角を超える大型基板が用いられるようになってきており、この大型基板上にマスクのパターンが等倍にて露光されていることからマスクも大型化している。また、半導体素子や液晶表示素子等は複数の露光工程を経て製造され、複数の露光工程のそれぞれにおける露光パターンが形成されるマスクを複数準備する必要があるため、莫大なコストが必要になる。そこで、半導体素子等の複数の露光工程で用いられる複数のパターン領域を有する1つのマスクを用いて、複数の露光工程のそれぞれにおいて露光を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、通常、マスクは露光装置を構成するマスクステージ上に載置される。上述の複数のパターン領域を有するマスクをマスクステージに載置した際にマスクに変形(たわみ)が発生した場合、露光装置を構成する照明光学系または投影光学系の光軸方向における位置がパターン領域毎に異なることとなり、各パターン領域に形成されているパターンを基板上に良好に露光することができないという問題があった。 By the way, the mask is usually placed on a mask stage constituting an exposure apparatus. When the mask having a plurality of pattern areas described above is placed on the mask stage and the mask is deformed (bent), the position of the illumination optical system or projection optical system constituting the exposure apparatus in the optical axis direction is the pattern area. There is a problem that the pattern formed in each pattern region cannot be satisfactorily exposed on the substrate.
この発明の課題は、露光装置に搭載される際に変形が生じた場合においても複数のパターン領域のそれぞれに形成される複数のパターンを基板上に良好に露光することができるようにパターンが配置されているマスク、該マスクを用いた露光方法及び該露光方法を用いた表示素子の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to arrange a pattern so that a plurality of patterns formed in each of a plurality of pattern areas can be satisfactorily exposed on a substrate even when deformation occurs when mounted on an exposure apparatus. The present invention provides a mask, an exposure method using the mask, and a method for manufacturing a display element using the exposure method.
この発明のマスクは、基板(P)に露光する第1のパターン(M2,M5)と第2のパターン(M1,M3,M4,M6)とを少なくとも含むマスク(M)において、前記第2のパターン(M1,M3,M4,M6)よりも高い露光精度が要求される前記第1のパターン(M2,M5)を、前記マスク(M)の中央部近傍に配置し、前記第2のパターン(M1,M3,M4,M6)を前記マスク(M)の前記中央部よりも周辺に配置することを特徴とする。 The mask according to the present invention is the mask (M) including at least a first pattern (M2, M5) and a second pattern (M1, M3, M4, M6) to be exposed on the substrate (P). The first pattern (M2, M5), which requires higher exposure accuracy than the pattern (M1, M3, M4, M6), is arranged near the center of the mask (M), and the second pattern ( M1, M3, M4, and M6) are arranged at the periphery of the mask (M) rather than the central portion.
また、この発明の露光方法は、基板(P)上における異なるレイヤに露光される第1のパターン(M2,M5)と第2のパターン(M1,M3,M4,M6)とを少なくとも含むマスクを用い、前記第1のパターン(M2,M5)及び前記第2のパターン(M1,M3,M4,M6)のそれぞれの露光は、拡大露光及びパターン合成露光の少なくとも一方を行なうことを特徴とする。 Further, the exposure method of the present invention includes a mask including at least a first pattern (M2, M5) and a second pattern (M1, M3, M4, M6) exposed to different layers on the substrate (P). The exposure of each of the first pattern (M2, M5) and the second pattern (M1, M3, M4, M6) is performed by performing at least one of expansion exposure and pattern synthesis exposure.
また、この発明の表示素子の製造方法は、この発明の露光方法により、所定のパターンを基板(P)上に露光する露光工程(S303)と、前記露光工程(S303)により露光された前記基板(P)を現像する現像工程(S304)とを含むことを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the display element of this invention is the exposure process (S303) which exposes a predetermined pattern on a board | substrate (P) by the exposure method of this invention, and the said board | substrate exposed by the said exposure process (S303). And a developing step (S304) for developing (P).
この発明のマスクによれば、この発明のマスクを露光装置に搭載した際にマスクに変形(たわみ)が生じた場合においても、第2のパターンよりも高い露光精度が要求される第1のパターンがマスクの変形の影響を受けにくいマスクの中央部近傍に配置され、第2のパターンがマスクの変形の影響を受けやすいマスクの中央部よりも周辺に配置されている。したがって、高い露光精度が要求される第1のパターン及び第1のパターンに比べれば高い露光精度が要求されない第2のパターンのそれぞれを基板上に良好に露光することができる。 According to the mask of the present invention, the first pattern which requires higher exposure accuracy than the second pattern even when the mask of the present invention is deformed (bent) when mounted on the exposure apparatus. Are arranged in the vicinity of the center of the mask which is not easily affected by the deformation of the mask, and the second pattern is arranged in the periphery of the center of the mask which is easily affected by the deformation of the mask. Therefore, each of the first pattern that requires high exposure accuracy and the second pattern that does not require high exposure accuracy compared to the first pattern can be satisfactorily exposed on the substrate.
また、この発明の露光方法によれば、第1のパターン及び第2のパターンを有するこの発明のマスクを用いて露光を行なうため、デバイスの製造に際して複数のレイヤに対応する複数のマスクを製造する必要がなく、マスクを製造するコストを抑えることができる。また、マスクを露光装置に搭載した際にマスクに変形(たわみ)が生じた場合においても、第1のパターン及び第2のパターンのそれぞれを基板上に良好に露光することができる。 Further, according to the exposure method of the present invention, since exposure is performed using the mask of the present invention having the first pattern and the second pattern, a plurality of masks corresponding to a plurality of layers are manufactured at the time of manufacturing the device. This is unnecessary, and the cost for manufacturing the mask can be reduced. Even when the mask is deformed (bent) when the mask is mounted on the exposure apparatus, each of the first pattern and the second pattern can be satisfactorily exposed on the substrate.
また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の露光方法を用いて露光を行なうため、マスクを露光装置に搭載した際にマスクに変形(たわみ)が生じた場合においても、第1のパターン及び第2のパターンのそれぞれを基板上に良好に露光することができ、良好なデバイスを製造することができる。 Further, according to the device manufacturing method of the present invention, since the exposure is performed using the exposure method of the present invention, even when the mask is deformed (bent) when the mask is mounted on the exposure apparatus, the first method is performed. Each of the pattern and the second pattern can be satisfactorily exposed on the substrate, and a good device can be manufactured.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図1は、この実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態にかかる露光装置は、パターンが形成されたマスクMを支持するマスクステージMST(図4参照)と、外径が500mmよりも大きい表示素子を形成するためのプレート(基板)Pを支持するプレートステージ(図示せず)と、光源1から射出した照明光をマスクM上に導く照明光学系ILと、マスクMに形成されているパターンをプレートP上に投影する投影光学系PLとを備えている。なお、外径が500mmよりも大きいとは、プレートPの一辺または対角線が500mmよりも大きいということである。
An exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to this embodiment. The exposure apparatus according to this embodiment includes a mask stage MST (see FIG. 4) that supports a mask M on which a pattern is formed, and a plate (substrate) P for forming a display element having an outer diameter larger than 500 mm. A supporting plate stage (not shown), an illumination optical system IL for guiding the illumination light emitted from the
また、この実施の形態にかかる露光装置においては、投影光学系PLは複数(7つ)の投影光学ユニットPLa〜PLgを有している。投影光学ユニットPLa、PLc、PLe、PLgは、Y方向に配置されており、X方向(走査方向)の前方側に配置されている。また、投影光学ユニットPLb、PLd、PLfは、Y方向に配置されており、X方向の後方側に配置されている。また、投影光学ユニットPLa、PLc、PLe、PLgと各投影光学ユニットPLb、PLd、PLfとはX方向において対向するように千鳥状に配置されている。 In the exposure apparatus according to this embodiment, the projection optical system PL includes a plurality (seven) of projection optical units PLa to PLg. The projection optical units PLa, PLc, PLe, and PLg are arranged in the Y direction, and are arranged on the front side in the X direction (scanning direction). Further, the projection optical units PLb, PLd, and PLf are arranged in the Y direction and are arranged on the rear side in the X direction. The projection optical units PLa, PLc, PLe, and PLg and the projection optical units PLb, PLd, and PLf are arranged in a staggered manner so as to face each other in the X direction.
即ち、この実施の形態にかかる露光装置は、複数の投影光学ユニットPLa〜PLgにより構成されている投影光学系PLに対してマスクMとプレートPとを同期移動させて走査露光する走査型露光装置であって、所謂マルチレンズスキャン型露光装置を構成している。以下の説明において、マスクM及びプレートPの同期移動方向をX軸方向(走査方向)、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向(非走査方向)、X軸方向及びY軸方向と直交する方向をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりのそれぞれの方向をθX、θY、及びθZ方向とする。 That is, the exposure apparatus according to this embodiment is a scanning exposure apparatus that performs scanning exposure by moving the mask M and the plate P synchronously with respect to the projection optical system PL constituted by a plurality of projection optical units PLa to PLg. Thus, a so-called multi-lens scan type exposure apparatus is configured. In the following description, the synchronous movement direction of the mask M and the plate P is the X axis direction (scanning direction), the direction orthogonal to the X axis direction in the horizontal plane is the Y axis direction (non-scanning direction), the X axis direction, and the Y axis direction. The direction orthogonal to the Z axis direction. The directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions.
図1に示すように、この露光装置は、例えば水銀ランプ又は超高圧水銀ランプからなる光源1を備えている。光源1から射出した照明光は、ダイクロイックミラー3を介して、楕円鏡2の第2焦点位置に集光する。ダイクロイックミラー3により反射された照明光は、リレー光学系4を介して、ライトガイド5の入射端50に入射して、7つの射出端5a〜5gから射出する。射出端5aから射出した照明光は、コンデンサレンズ、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズ等により構成される照明光学ユニット6aを介して、マスクM上の所定の照明領域を照明する。同様に、射出端5b〜5gから射出した照明光は、コンデンサレンズ、オプティカルインテグレータ、コンデンサレンズ等により構成される照明光学ユニット6b〜6gを介して、マスクM上の所定の照明領域を照明する。
As shown in FIG. 1, the exposure apparatus includes a
図2は、マスクMの構成を示す図である。図2に示すように、マスクMは、複数(6つ)のパターン領域M1〜M6を有している。パターン領域M1にはThin Film Transistor基板(以下、TFT基板という。)の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばゲート電極)が形成されている。パターン領域M2にはTFT基板の第3レイヤに対応する露光パターン(例えばソース・ドレイン電極)が形成されている。パターン領域M3にはTFT基板の第2レイヤに対応する露光パターン(例えば半導体層)が形成されている。パターン領域M4にはTFT基板の第4レイヤに対応する露光パターン(例えばパッシベーション膜)が形成されている。パターン領域M5にはTFT基板の第5レイヤに対応する露光パターン(例えば画素電極)が形成されている。パターン領域M6にはカラーフィルタ基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばブラックマトリックス)が形成されている。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the mask M. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the mask M has a plurality (six) of pattern regions M1 to M6. An exposure pattern (for example, a gate electrode) corresponding to the first layer of a thin film transistor substrate (hereinafter referred to as a TFT substrate) is formed in the pattern region M1. In the pattern region M2, an exposure pattern (for example, source / drain electrodes) corresponding to the third layer of the TFT substrate is formed. An exposure pattern (for example, a semiconductor layer) corresponding to the second layer of the TFT substrate is formed in the pattern region M3. In the pattern region M4, an exposure pattern (for example, a passivation film) corresponding to the fourth layer of the TFT substrate is formed. In the pattern region M5, an exposure pattern (for example, a pixel electrode) corresponding to the fifth layer of the TFT substrate is formed. An exposure pattern (for example, a black matrix) corresponding to the first layer of the color filter substrate is formed in the pattern region M6.
即ち、パターン領域M6に形成されている露光パターンは、パターン領域M1〜M5に形成されている露光パターンが露光されるTFT基板とは異なるカラーフィルタ基板(第2基板)に露光される。また、TFT基板のパターン面とカラーフィルタ基板のパターン面とが互いに対向して組み合わされるようにパターン領域M6に露光パターンが形成されている。即ち、パターン領域M6に形成されている露光パターンは、パターン領域M1〜M5に形成されている露光パターンに対して反転した位置関係を有する。 That is, the exposure pattern formed in the pattern region M6 is exposed to a color filter substrate (second substrate) different from the TFT substrate on which the exposure patterns formed in the pattern regions M1 to M5 are exposed. The exposure pattern is formed in the pattern region M6 so that the pattern surface of the TFT substrate and the pattern surface of the color filter substrate are combined to face each other. That is, the exposure pattern formed in the pattern area M6 has a positional relationship that is inverted with respect to the exposure patterns formed in the pattern areas M1 to M5.
TFT基板の第3レイヤに対応する露光パターン(例えばソース・ドレイン電極)及びTFT基板の第5レイヤに対応する露光パターン(例えば画素電極)は、TFT基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばゲート電極)、TFT基板の第2レイヤに対応する露光パターン(例えば半導体層)、TFT基板の第4レイヤに対応する露光パターン(例えばパッシベーション膜)及びカラーフィルタ基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばブラックマトリックス)よりも高い露光精度が要求されるため、マスクMの中央部近傍に位置するパターン領域M2,M5内に配置される。これに対し、TFT基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばゲート電極)、TFT基板の第2レイヤに対応する露光パターン(例えば半導体層)、TFT基板の第4レイヤに対応する露光パターン(例えばパッシベーション膜)及びカラーフィルタ基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばブラックマトリックス)は、マスクMの中央部よりも周辺に位置するパターン領域M1,M3,M4,M6内に配置される。 An exposure pattern (for example, a pixel electrode) corresponding to the third layer of the TFT substrate and an exposure pattern (for example, a pixel electrode) corresponding to the fifth layer of the TFT substrate are equivalent to an exposure pattern (for example, a pixel electrode) corresponding to the first layer of the TFT substrate. Gate electrode), an exposure pattern (eg, a semiconductor layer) corresponding to the second layer of the TFT substrate, an exposure pattern (eg, a passivation film) corresponding to the fourth layer of the TFT substrate, and an exposure pattern corresponding to the first layer of the color filter substrate. Since higher exposure accuracy than that of the black matrix (for example, black matrix) is required, it is arranged in the pattern areas M2 and M5 located near the center of the mask M. On the other hand, an exposure pattern (for example, a gate electrode) corresponding to the first layer of the TFT substrate, an exposure pattern (for example, a semiconductor layer) corresponding to the second layer of the TFT substrate, and an exposure pattern (for example, the fourth layer of the TFT substrate) For example, an exposure pattern (for example, a black matrix) corresponding to the first layer of the color filter substrate and the passivation film) is disposed in the pattern regions M1, M3, M4, and M6 located at the periphery of the center portion of the mask M.
ここで、露光精度には、最小パターン線幅又は露光の際のパターンの位置精度が含まれる。即ち、TFT基板の第3レイヤに対応する露光パターン(例えばソース・ドレイン電極)及びTFT基板の第5レイヤに対応する露光パターン(例えば画素電極)は、TFT基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばゲート電極)、TFT基板の第2レイヤに対応する露光パターン(例えば半導体層)、TFT基板の第4レイヤに対応する露光パターン(例えばパッシベーション膜)及びカラーフィルタ基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばブラックマトリックス)よりも最小パターン線幅が細く、プレートP上に露光される際のプレート上におけるパターンに高い位置精度が要求される。 Here, the exposure accuracy includes the minimum pattern line width or the pattern position accuracy during exposure. That is, the exposure pattern corresponding to the third layer of the TFT substrate (for example, source / drain electrodes) and the exposure pattern corresponding to the fifth layer of the TFT substrate (for example, pixel electrodes) are the exposure patterns corresponding to the first layer of the TFT substrate. (For example, a gate electrode), an exposure pattern (for example, a semiconductor layer) corresponding to the second layer of the TFT substrate, an exposure pattern (for example, a passivation film) corresponding to the fourth layer of the TFT substrate, and a first layer of the color filter substrate The minimum pattern line width is narrower than the exposure pattern (for example, black matrix), and high positional accuracy is required for the pattern on the plate when exposed on the plate P.
マスクM上の各パターン領域M1〜M6に配置されるパターンは、露光する際に後述するマスクステージMSTに載置されたことにより生じる変形量に基づいて決定される。即ち、マスクステージMSTに保持されることによりマスクMが変形した際に、マスクMの平面度が高い部分(平面度が所定の許容値を超えていない部分)に高い露光精度が要求されるパターンを配置し、マスクMの平面度が高くない部分(平面度が所定の許容値を超えた部分)に高い露光精度が要求されないパターンを配置する。例えば、マスクMが図3に示すように変形した場合、マスクMの平面度が高い部分(平面度が所定の許容値を超えていない部分)はマスクMの中央部近傍Aである。したがって、TFT基板の第3レイヤに対応する露光パターン(例えばソース・ドレイン)及びTFT基板の第5レイヤに対応する露光パターン(例えば画素電極)を、マスクMの中央部近傍Aに配置する。 The pattern arranged in each of the pattern areas M1 to M6 on the mask M is determined based on the amount of deformation caused by being placed on a mask stage MST described later during exposure. That is, when the mask M is deformed by being held on the mask stage MST, a pattern that requires high exposure accuracy in a portion where the flatness of the mask M is high (a portion where the flatness does not exceed a predetermined allowable value). And a pattern that does not require high exposure accuracy is arranged in a portion where the flatness of the mask M is not high (a portion where the flatness exceeds a predetermined allowable value). For example, when the mask M is deformed as shown in FIG. 3, the portion where the flatness of the mask M is high (the portion where the flatness does not exceed a predetermined allowable value) is near the center A of the mask M. Therefore, an exposure pattern (for example, source / drain) corresponding to the third layer of the TFT substrate and an exposure pattern (for example, pixel electrode) corresponding to the fifth layer of the TFT substrate are arranged in the vicinity A of the central portion of the mask M.
図4は、マスクMを載置するマスクステージMSTの構成を示す図である。図4に示すように、この露光装置は、非走査方向(Y方向)に長手方向を有する第1減光部材9a、及びマスクステージMSTの−Y方向側にX方向に延びたガイド部10aを備えている。ガイド部10aは、照明光学系ILとマスクMとの間に配置されX方向に移動する第1減光部材9aを案内するものである。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the mask stage MST on which the mask M is placed. As shown in FIG. 4, the exposure apparatus includes a
また、この露光装置は、走査方向(X方向)に長手方向を有する第2減光部材9b、及びマスクステージMSTの−X方向側にY方向に延びたガイド部10bを備えている。ガイド部10bは、照明光学系ILとマスクMとの間に配置されY方向に移動する第2減光部材9bを案内するものである。
In addition, the exposure apparatus includes a
第1減光部材9a及び第2減光部材9bは、マスクMのパターン面に対して所定距離離れた位置に配置されており、マスクM上に形成されているパターン領域の一部に照明光の光量が連続的に減少する減光部を形成する。第1減光部材9aはマスクMのパターン上にY方向(走査方向と交差する方向)に延びる減光部を形成し、第2減光部材9bはマスクMのパターン上にX方向(走査方向)に延びる減光部を形成する。走査露光時には、第1減光部材9a及び第2減光部材9bをマスクステージMSTに対して相対的に静止させる。
The
マスクステージMSTは、走査方向であるX方向への長いストロークと、走査方向と直交するY方向への微小量のストロークとを有している。マスクステージMSTのXY平面内における位置を計測するための図示しないマスク用レーザ干渉計が設けられており、マスク用レーザ干渉計はマスクステージMSTの位置をリアルタイムに計測及び制御する。 Mask stage MST has a long stroke in the X direction, which is the scanning direction, and a minute stroke in the Y direction perpendicular to the scanning direction. A mask laser interferometer (not shown) for measuring the position of the mask stage MST in the XY plane is provided, and the mask laser interferometer measures and controls the position of the mask stage MST in real time.
照明光学ユニット6aを通過した照明光は、マスクMの所定の照明領域を照明し、投影光学ユニットPLaに入射する。同様に、照明光学ユニット6b〜6gのそれぞれを通過した照明光は、マスクMの所定の照明領域を照明し、投影光学ユニットPLb〜PLgにそれぞれ入射する。投影光学ユニットPLa〜PLgは、マスクMに形成されているパターンの一部をそれぞれ個別の複数の像としてプレートP上に投影する。
The illumination light that has passed through the illumination optical unit 6a illuminates a predetermined illumination area of the mask M and enters the projection optical unit PLa. Similarly, the illumination light that has passed through each of the illumination
投影光学ユニットPLa〜PLgのそれぞれは、マスクMのパターンの中間像を形成する1組目の反射屈折型光学系、中間像が形成される位置に配置される視野絞り、プレートP上にパターン像を形成する2組目の反射屈折型光学系、例えば2枚の平行平面ガラス板等からなるシフト調整機構、例えば直角プリズム等からなるローテーション調整機構、例えば一対のくさび型光学部材等からなる像面調整機構、レンズ等からなるスケーリング調整機構等を備えている。シフト調整機構は、プレートP上に形成されるマスクMのパターン像をX方向及びY方向の少なくとも一方にシフトさせる。また、ローテーション調整機構は、プレートP上に形成されるマスクMのパターンの像をZ軸まわりに回転させる。また、像面調整機構は、投影光学ユニットPLa〜PLgのそれぞれの結像位置及び像面の傾斜を調整する。また、スケーリング調整機構は、プレートP上に形成されるマスクMのパターンの像の倍率(スケーリング)を調整する。 Each of the projection optical units PLa to PLg includes a first set of catadioptric optical system that forms an intermediate image of the pattern of the mask M, a field stop disposed at a position where the intermediate image is formed, and a pattern image on the plate P. A second set of catadioptric optical systems, for example, a shift adjustment mechanism comprising two parallel flat glass plates, for example, a rotation adjustment mechanism comprising, for example, a right-angle prism, etc., for example, an image surface comprising a pair of wedge-shaped optical members, etc. A scaling adjustment mechanism including an adjustment mechanism and a lens is provided. The shift adjustment mechanism shifts the pattern image of the mask M formed on the plate P in at least one of the X direction and the Y direction. The rotation adjusting mechanism rotates the image of the pattern of the mask M formed on the plate P around the Z axis. The image plane adjustment mechanism adjusts the image formation position and the inclination of the image plane of each of the projection optical units PLa to PLg. The scaling adjustment mechanism adjusts the magnification (scaling) of the pattern image of the mask M formed on the plate P.
プレートPは図示しないプレートステージに載置されている。プレートステージは、走査方向であるX方向への長いストロークと、走査方向と直交するY方向にステップ移動するための長いストロークとを有している。また、プレートステージは、Z方向、θX、θY、θZ方向に微小量移動可能に構成されている。投影光学系PLに対するプレートステージのXY平面内における位置を計測するための図示しないプレート用レーザ干渉計が設けられており、プレート用レーザ干渉計はプレートステージの位置をリアルタイムに計測及び制御する。なお、プレート用レーザ干渉計は、プレートステージの−X側の端縁にY方向に延びるX移動鏡12、プレートステージの−Y側の端縁にX方向に延びるY移動鏡13を用いて、プレートステージの位置を計測する。
The plate P is placed on a plate stage (not shown). The plate stage has a long stroke in the X direction, which is the scanning direction, and a long stroke for stepping in the Y direction perpendicular to the scanning direction. Further, the plate stage is configured to be capable of moving a minute amount in the Z direction, θX, θY, and θZ directions. A plate laser interferometer (not shown) for measuring the position of the plate stage in the XY plane with respect to the projection optical system PL is provided. The plate laser interferometer measures and controls the position of the plate stage in real time. The plate laser interferometer uses an
また、投影光学系PLとプレートPとの間にはマスクMに形成されているパターンをプレートP上に転写する際に不必要な照明光を遮光する2つの遮光部材9cが配置されている。2つの遮光部材9cはY方向に移動可能に構成されており、2つの遮光部材9cをY方向に移動させることにより投影光学モジュールPLa〜PLgの少なくとも1つを介した照明光をプレートP上に到達させないために遮光する。 Further, between the projection optical system PL and the plate P, two light shielding members 9c that shield unnecessary illumination light when a pattern formed on the mask M is transferred onto the plate P are arranged. The two light shielding members 9c are configured to be movable in the Y direction. By moving the two light shielding members 9c in the Y direction, illumination light via at least one of the projection optical modules PLa to PLg is placed on the plate P. Shade out to prevent it from reaching.
また、−X側の投影光学モジュールPLa、PLc、PLe、PLgと、+X側の投影光学モジュールPLb、PLd、PLfとの間には、マスクMのパターン面及びプレートPの被露光面のZ軸方向における位置を検出するオートフォーカス検出系15が設けられている。
Also, between the −X side projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg and the + X side projection optical modules PLb, PLd, and PLf, the Z axis of the pattern surface of the mask M and the exposed surface of the plate P An
次に、図5に示すフローチャートを参照して、この実施の形態にかかる露光装置を用いた露光方法について説明する。なお、以下においては、マスクMのパターン領域M1に形成されているパターンを、プレートP上において画面合成する第1領域I1(図6参照)、第2領域I2(図7参照)、第3領域I3(図8参照)及び第4領域I4(図9参照)に分割し、プレートP上において画面合成される第1領域I1〜第4領域I4の共通領域(継ぎ部)に減光部材により減光部を形成することにより、第1領域I1〜第4領域I4を画面合成してプレートP上に転写露光する露光方法について説明する。 Next, an exposure method using the exposure apparatus according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the following description, the first region I 1 (see FIG. 6), the second region I 2 (see FIG. 7), the second region where the pattern formed in the pattern region M1 of the mask M is synthesized on the plate P is screened. Divided into three areas I 3 (see FIG. 8) and fourth area I 4 (see FIG. 9), and the first area I 1 to the fourth area I 4 are combined in a common area (joint portion) on the plate P. Next, an exposure method in which the first region I 1 to the fourth region I 4 are screen-synthesized by forming a light-reducing portion with a light-reducing member and transferred onto the plate P will be described.
まず、パターン領域M1の第1領域I1(図6参照)をプレートP上に転写露光するための準備を行なう。図6は、マスクMの第1領域I1を示す図である。第1領域I1は、後述する第2領域I2(図7参照)との共通領域I12、後述する第3領域I3(図8参照)との共通領域I13を有している。Y方向に延びた共通領域I12は第1領域I1と第2領域I2とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I12と後述する第2領域I2の共通領域I21(図7参照)とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。同様に、X方向に延びた共通領域I13は第1領域I1と第3領域I3とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I13と後述する第3領域I3の共通領域I31(図8参照)とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。 First, preparation for transferring and exposing the first region I 1 (see FIG. 6) of the pattern region M1 onto the plate P is performed. FIG. 6 is a diagram showing the first region I 1 of the mask M. As shown in FIG. The first region I 1 has a common region I 12 with a second region I 2 (see FIG. 7) described later and a common region I 13 with a third region I 3 (see FIG. 8) described later. The common region I 12 extending in the Y direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the first region I 1 and the second region I 2 is transferred and exposed on the plate P. 12 and a pattern formed in a common area I 21 (see FIG. 7) of the second area I 2 described later are superimposed on the plate P and transferred and exposed. Similarly, the common region I 13 extending in the X direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the first region I 1 and the third region I 3 is transferred and exposed on the plate P. A pattern formed in the common region I 13 and a common region I 31 (see FIG. 8) of a third region I 3 to be described later is superimposed and exposed on the plate P.
まず、第1領域I1に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、図6に示すように、第1減光部材9aをY方向に延びた共通領域I12の−X方向側の半分が遮光される位置に配置し、第2減光部材9bをX方向に延びた共通領域I13の+Y方向側の半分が遮光される位置に配置する。また、第1領域I1、第2領域I2及び第3領域I3に形成されているパターンが順次走査露光された際に、共通領域I12,I13における積算光量が、共通領域I12,I13以外の領域における光量と略同じになるように、第1減光部材9a及び第2減光部材9bを、マスクMのパターン面に対してデフォーカスさせた位置、即ち所定距離離れた位置に配置する。
First, in order to transfer exposure a pattern formed in the first region I 1 on the plate P, as shown in FIG. 6, -X common area I 12 extending a
更に、第1領域I1に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、第1領域I1以外の領域を照明する照明光をプレートP上に到達させないように遮光する。例えば照明光学ユニット6a〜6dを通過する照明光及び照明光学ユニット6eを通過する一部の照明光により第1領域I1を照明している場合、照明光学ユニット6f,6g内の図示しない開閉シャッタを閉じて照明光学ユニット6f,6gを通過する照明光を遮光する。また、照明光学ユニット6eを通過する照明光のうち第1領域I1を照明していない照明光を遮光するために、投影光学ユニットPLeを通過する照明光のうち第1領域I1を照明していない照明光を遮光する位置に遮光部材9cをY方向に移動させて配置する(ステップS10)。
Furthermore, in order to transfer exposure a pattern formed in the first region I 1 on the plate P, and the light shielding so as not to reach the illumination light for illuminating the first region I 1 other than the region on the plate P. For example if you illuminate the first area I 1 by illumination light portion passing through the illumination light and an illumination optical unit 6e through the illumination optical unit 6 a to 6 d, the illumination
次に、第1減光部材9a及び第2減光部材9bをマスクステージMSTに対して相対的に静止させて、マスクステージMST及びプレートステージを照明光学系IL及び投影光学系PLに対して相対的に走査移動させることにより、第1領域I1に形成されているパターンをプレートP上に転写露光する(ステップS11)。
Next, the
次に、パターン領域M1の第2領域I2(図7参照)に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するための準備を行なう。図7は、マスクMの第2領域I2を示す図である。第2領域I2は、第1領域I1との共通領域I21、第4領域I4(図9参照)との共通領域I24を有している。Y方向に延びた共通領域I21は第1領域I1と第2領域I2とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I21と第1領域I1の共通領域I12とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。同様に、X方向に延びた共通領域I24は第2領域I2と第4領域I4とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I24と後述する第4パターン領域I4の共通領域I42(図9参照)とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。 Next, preparation for transferring and exposing the pattern formed in the second region I 2 (see FIG. 7) of the pattern region M1 onto the plate P is performed. Figure 7 is a diagram showing a second region I 2 of the mask M. The second region I 2 has a common region I 21 with the first region I 1 and a common region I 24 with the fourth region I 4 (see FIG. 9). The common region I 21 extending in the Y direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the first region I 1 and the second region I 2 is transferred and exposed on the plate P. The pattern formed in the common area I 12 of the first area I 1 and the first area I 1 is transferred and exposed while being superimposed on the plate P. Similarly, the common region I 24 extending in the X direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the second region I 2 and the fourth region I 4 is transferred and exposed on the plate P. A pattern formed in the common area I 24 and a common area I 42 (see FIG. 9) of a fourth pattern area I 4 to be described later is superimposed and exposed on the plate P.
まず、第2領域I2に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、図7に示すように、第1減光部材9aをY方向に延びた共通領域I21の+X方向側の半分が遮光される位置に配置し、第2減光部材9bをX方向に延びた共通領域I24の+Y方向側の半分が遮光される位置に配置する。また、走査露光された際に、共通領域I21,I24における積算光量が、共通領域I21,I24以外の領域における光量と略同じになるように、第1減光部材9a及び第2減光部材9bを、マスクMのパターン面に対してデフォーカスさせた位置、即ち所定距離離れた位置に配置する。
First, in order to transfer exposure a pattern formed in the second region I 2 on the plate P, as shown in FIG. 7, + X direction of the common region I 21 extending a
更に、第2領域I2に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、第2領域I2以外の領域を照明する照明光をプレートP上に到達させないように遮光する(ステップS12)。具体的な遮光のための動作は、ステップS10の動作と同一であるため、詳細な説明は省略する。 Furthermore, in order to transfer exposure a pattern formed in the second region I 2 on the plate P, and the light shielding so as not to reach the illumination light for illuminating the second region I 2 other than the region on the plate P (step S12). Since the specific operation for light shielding is the same as the operation in step S10, detailed description thereof is omitted.
次に、マスクステージMSTを所定の位置、即ち、第2領域I2に形成されているパターンをプレートP上に走査露光するための走査開始位置に移動させて、第2領域I2に形成されているパターンをプレートP上に転写露光する(ステップS13)。具体的な転写露光のための動作は、ステップS11の動作と同一であるため、詳細な説明は省略する。 Next, the mask stage MST is moved to a predetermined position, that is, a scanning start position for scanning exposure of the pattern formed in the second region I 2 on the plate P, and is formed in the second region I 2. The exposed pattern is transferred and exposed on the plate P (step S13). The specific transfer exposure operation is the same as the operation in step S11, and thus detailed description thereof is omitted.
次に、パターン領域M1の第3領域I3(図8参照)に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するための準備を行なう。図8は、マスクMの第3領域I3を示す図である。第3領域I3は、第1領域I1との共通領域I31、第4領域I4(図9参照)との共通領域I34を有している。X方向に延びた共通領域I31は第1領域I1と第3領域I3とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I31と第1領域I1の共通領域I13とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。同様に、Y方向に延びた共通領域I34は第3領域I3と第4領域I4とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I34と後述する第4領域I4の共通領域I43(図9参照)とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。 Next, preparation for transferring and exposing the pattern formed in the third region I 3 (see FIG. 8) of the pattern region M1 onto the plate P is performed. FIG. 8 is a diagram showing the third region I 3 of the mask M. As shown in FIG. The third region I 3 has a common region I 31 with the first region I 1 and a common region I 34 with the fourth region I 4 (see FIG. 9). The common region I 31 extending in the X direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the first region I 1 and the third region I 3 is transferred and exposed on the plate P. 31 and the pattern formed in the common area I 13 of the first area I 1 are superimposed on the plate P and transferred and exposed. Similarly, the common region I 34 extending in the Y direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the third region I 3 and the fourth region I 4 is transferred and exposed on the plate P. A pattern formed in the common area I 34 and a common area I 43 (see FIG. 9) of a fourth area I 4 to be described later is superimposed and exposed on the plate P.
まず、第3領域I3に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、図8に示すように、第1減光部材9aをY方向に延びた共通領域I34の−X方向側の半分が遮光される位置に配置し、第2減光部材9bをX方向に延びた共通領域I31の−Y方向側の半分が遮光される位置に配置する。また、走査露光された際に、共通領域I31,I34における積算光量が、共通領域I31,I34以外の領域における光量と略同じになるように、第1減光部材9a及び第2減光部材9bをマスクMのパターン面に対してデフォーカスさせた位置、即ち所定距離離れた位置に配置する。
First, in order to transfer exposure a pattern formed on the third region I 3 on the plate P, as shown in FIG. 8, -X common area I 34 extending a
更に、第3領域I3に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、第3領域I3以外の領域を照明する照明光をプレートP上に到達させないように遮光する(ステップS14)。具体的な遮光のための動作は、ステップS10の動作と同一であるため、詳細な説明は省略する。 Furthermore, in order to transfer exposure a pattern formed on the third region I 3 on the plate P, and the light shielding so as not to reach the illumination light to illuminate an area other than the third area I 3 on the plate P (step S14). Since the specific operation for light shielding is the same as the operation in step S10, detailed description thereof is omitted.
次に、マスクステージMST及びプレートステージを所定の位置、即ち、第3領域I3に形成されているパターンをプレートP上に走査露光するための走査開始位置に移動させて、マスクMの第3領域I3に形成されているパターンをプレートP上に転写露光する(ステップS15)。具体的な転写露光のための動作は、ステップS11の動作と同一であるため、詳細な説明は省略する。 Next, place the mask stage MST and the plate stage, i.e., is moved to the scanning start position for scanning exposure pattern is formed on the third region I 3 on the plate P, the third mask M the pattern formed in the region I 3 is transferred and exposed onto the plate P (step S15). The specific transfer exposure operation is the same as the operation in step S11, and thus detailed description thereof is omitted.
次に、パターン領域M1の第4領域I4(図9参照)に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するための準備を行なう。図9は、マスクMの第4領域I4を示す図である。第4領域I4は、第2領域I2との共通領域I42、第3領域I3との共通領域I43を有している。X方向に延びた共通領域I42は第2領域I2と第4領域I4とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I42と第2領域I2の共通領域I24とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。同様に、Y方向に延びた共通領域I43は第3領域I3と第4領域I4とに形成されているパターンがプレートP上に転写露光される際に継ぎ部となる領域であり、共通領域I43と第3領域I3の共通領域I34とに形成されているパターンはプレートP上に重ね合わせて転写露光される。 Next, preparation for transferring and exposing the pattern formed in the fourth region I 4 (see FIG. 9) of the pattern region M1 onto the plate P is performed. FIG. 9 is a diagram showing the fourth region I 4 of the mask M. As shown in FIG. The fourth region I 4 has a common region I 42 with the second region I 2 and a common region I 43 with the third region I 3 . The common area I 42 extending in the X direction is an area that becomes a joint when the pattern formed in the second area I 2 and the fourth area I 4 is transferred and exposed on the plate P. 42 a pattern common area I 24 are formed at the second region I 2 is transferred and exposed superposed on the plate P. Similarly, the common region I 43 extending in the Y direction is a region that becomes a joint when the pattern formed in the third region I 3 and the fourth region I 4 is transferred and exposed on the plate P. The pattern formed in the common region I 43 and the common region I 34 of the third region I 3 is transferred onto the plate P and transferred and exposed.
まず、第4領域I4に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、図9に示すように、第1減光部材9aをY方向に延びた共通領域I43の+X方向側の半分が遮光される位置に配置し、第2減光部材9bをX方向に延びた共通領域I42の−Y方向側の半分が遮光される位置に配置する。また、走査露光された際に、共通領域I42,I43における積算光量が、共通領域I42,I43以外の領域における光量と略同じになるように、第1減光部材9a及び第2減光部材9bをマスクMのパターン面に対してデフォーカスさせた位置、即ち所定距離離れた位置に配置する。
First, in order to transfer exposure a pattern formed in the fourth region I 4 on the plate P, as shown in FIG. 9, the common area I 43 extending a
更に、第4領域I4に形成されているパターンをプレートP上に転写露光するために、第4領域I4以外の領域を照明する照明光をプレートP上に到達させないように遮光する(ステップS16)。具体的な遮光のための動作は、ステップS10の動作と同一であるため、詳細な説明は省略する。 Furthermore, in order to transfer exposure a pattern formed in the fourth region I 4 onto the plate P, and the light shielding so as not to reach the illumination light to illuminate an area other than the fourth region I 4 on the plate P (step S16). Since the specific operation for light shielding is the same as the operation in step S10, detailed description thereof is omitted.
次に、マスクステージMSTを所定の位置、即ち、第4領域I4に形成されているパターンをプレートP上に走査露光するための走査開始位置に移動させて、第4領域I4に形成されているパターンをプレートP上に転写露光する(ステップS17)。具体的な転写露光のための動作は、ステップS11の動作と同一であるため、詳細な説明は省略する。 Next, the mask stage MST is moved to a predetermined position, that is, a scan start position for scanning exposure of the pattern formed in the fourth region I 4 on the plate P, and formed in the fourth region I 4. The exposed pattern is transferred and exposed on the plate P (step S17). The specific transfer exposure operation is the same as the operation in step S11, and thus detailed description thereof is omitted.
図10は、ステップS14,S17,S20,S23において第1領域I1〜第4領域I4に形成されているパターンが走査露光された際のプレートPの状態を示す図である。露光領域R1に第1領域I1に形成されているパターンが転写露光され、露光領域R2に第2領域I2に形成されているパターンが転写露光され、露光領域R3に第3領域I3に形成されているパターンが転写露光され、露光領域R4に第4領域I4に形成されているパターンが転写露光されている。このように、画面合成してプレートP上に転写露光することができるため、プレートのサイズに対してマスクのサイズを小さくすることができる。また、第1領域I1〜第4領域I4の大きさを自由に設定することができるため、様々なサイズのプレートに合わせて画面合成(パターン合成)して転写露光を行うことができる。 FIG. 10 is a diagram illustrating the state of the plate P when the patterns formed in the first region I 1 to the fourth region I 4 are subjected to scanning exposure in steps S14, S17, S20, and S23. Exposure region pattern in R 1 are formed in the first region I 1 is transferred and exposed, exposure region pattern formed in the second region I 2 is transferred and exposed to R 2, the third region in the exposed areas R 3 the pattern is formed on the I 3 is transfer exposure, patterns fourth is formed in the region I 4 is transferred and exposed to an exposure area R 4. As described above, since the screen can be combined and transferred and exposed on the plate P, the size of the mask can be reduced relative to the size of the plate. In addition, since the sizes of the first region I 1 to the fourth region I 4 can be freely set, the transfer exposure can be performed by synthesizing a screen (pattern synthesis) according to plates of various sizes.
なお、パターン領域M1に形成されている第1レイヤに対応するパターンの露光と同様に、パターン領域M2〜M5に形成されている第2レイヤ〜第5レイヤに対応するパターン、及びパターン領域M6に形成されている第1レイヤに対応するパターンの露光が行なわれる。この際、照明光の波長及び強度の少なくとも一方を切り替える切替手段を照明光学系IL内に配置し、転写前に切替手段を用いてプレートP上に転写されるパターンに対応した照明光の波長及び強度の少なくとも一方を切り替えるとよい。この場合には、各パターンに適した波長または強度を有する照明光によりパターンを照明することができ、良好な転写露光を行なうことができる。 Similar to the exposure of the pattern corresponding to the first layer formed in the pattern area M1, the pattern corresponding to the second to fifth layers formed in the pattern areas M2 to M5 and the pattern area M6 The pattern corresponding to the formed first layer is exposed. At this time, switching means for switching at least one of the wavelength and intensity of the illumination light is arranged in the illumination optical system IL, and the wavelength of the illumination light corresponding to the pattern transferred onto the plate P using the switching means before transfer and It is preferable to switch at least one of the strengths. In this case, the pattern can be illuminated with illumination light having a wavelength or intensity suitable for each pattern, and good transfer exposure can be performed.
この実施の形態にかかるマスクによれば、露光装置に搭載した際にマスクに変形(たわみ)が生じた場合においても、高い露光精度が要求されるパターンがマスクの変形の影響を受けにくいマスクの中央部近傍に配置され、高い露光精度が要求されないパターンがマスクの変形の影響を受けやすいマスクの中央部よりも周辺に配置されている。したがって、高い露光精度が要求されるパターン及び高い露光精度が要求されないパターンのそれぞれをプレート上に良好に露光することができる。 According to the mask of this embodiment, even when the mask is deformed (deflection) when mounted on the exposure apparatus, a pattern that requires high exposure accuracy is not easily affected by the deformation of the mask. A pattern that is disposed near the center and does not require high exposure accuracy is disposed nearer to the periphery of the center of the mask that is susceptible to the deformation of the mask. Therefore, each of a pattern that requires high exposure accuracy and a pattern that does not require high exposure accuracy can be satisfactorily exposed on the plate.
また、この実施の形態にかかる露光方法によれば、各レイヤに対応したパターンを有するこの発明のマスクを用いて露光を行なうため、デバイスの各レイヤ毎にマスクを製造する必要がなく、マスクを製造するコストを抑えることができる。また、マスクを露光装置に搭載した際にマスクに変形(たわみ)が生じた場合においても、各レイヤに対応するパターンのそれぞれをプレート上に良好に露光することができる。 Also, according to the exposure method of this embodiment, since exposure is performed using the mask of the present invention having a pattern corresponding to each layer, it is not necessary to manufacture a mask for each layer of the device, Manufacturing costs can be reduced. Even when the mask is deformed (bent) when the mask is mounted on the exposure apparatus, each of the patterns corresponding to each layer can be satisfactorily exposed on the plate.
なお、この実施の形態にかかるマスクにおいては、パターン領域M1〜M6の大きさが同一である例を示しているが、例えば他のパターンと比較して多くの露光量を必要とするパターンが形成されるパターン領域においては他のパターンが形成されるパターン領域よりも大きいパターン領域を有するようにしてもよい。図11は、他のマスクM´の構成を示す図である。図11に示すように、マスクM´は、4つの同一の大きさのパターン領域M11〜M14、及びパターン領域M11〜M14の約2倍の大きさのパターン領域M15を有している。パターン領域M11にはTFT基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばゲート)が形成されている。パターン領域M12にはTFT基板の第2レイヤに対応する露光パターン(例えばソースドレイン及び半導体)が形成されている。パターン領域M13にはTFT基板の第3レイヤに対応する露光パターン(例えばパッシベーション)が形成されている。パターン領域M14にはTFT基板の第4レイヤに対応する露光パターン(例えば画素電極)が形成されている。パターン領域M15にはカラーフィルタ基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばブラックマトリックス)が形成されている。 In the mask according to this embodiment, an example in which the size of the pattern areas M1 to M6 is the same is shown. However, for example, a pattern that requires a larger amount of exposure than other patterns is formed. The pattern area to be formed may have a pattern area larger than the pattern area in which another pattern is formed. FIG. 11 is a diagram showing a configuration of another mask M ′. As shown in FIG. 11, the mask M ′ has four pattern areas M11 to M14 having the same size, and a pattern area M15 having a size about twice as large as the pattern areas M11 to M14. An exposure pattern (for example, a gate) corresponding to the first layer of the TFT substrate is formed in the pattern region M11. In the pattern region M12, an exposure pattern (for example, a source / drain and a semiconductor) corresponding to the second layer of the TFT substrate is formed. An exposure pattern (for example, passivation) corresponding to the third layer of the TFT substrate is formed in the pattern region M13. An exposure pattern (for example, a pixel electrode) corresponding to the fourth layer of the TFT substrate is formed in the pattern region M14. In the pattern region M15, an exposure pattern (for example, a black matrix) corresponding to the first layer of the color filter substrate is formed.
カラーフィルタ基板の第1レイヤに対応する露光パターン(例えばブラックマトリックス)は、他の露光パターンと比較して多くの露光量を必要とするため、他のパターン領域と同一の大きさのパターン領域内に形成した場合、他のパターンの露光処理時間と比較して長い露光処理時間を要する。そこで、パターン領域を他のパターン領域と比較して大きくして露光領域を拡げることにより、実質的な露光処理時間を短縮する。 Since an exposure pattern (for example, a black matrix) corresponding to the first layer of the color filter substrate requires a larger exposure amount than other exposure patterns, it is within a pattern area having the same size as the other pattern areas. In the case of forming the film, a longer exposure processing time is required as compared with the exposure processing time of other patterns. Therefore, the substantial exposure processing time is shortened by enlarging the exposure area by making the pattern area larger than the other pattern areas.
また、この実施の形態にかかるマスクにおいては、TFT基板上に露光する露光パターンとカラーフィルタ基板上に露光する露光パターンとが形成されているが、TFT基板上に露光する露光パターンのみを形成してもよく、カラーフィルタ基板上に露光する露光パターン(例えば、ブラックマトリックス、カラーフィルタ(R,G,B))のみを形成してもよい。 In the mask according to this embodiment, an exposure pattern to be exposed on the TFT substrate and an exposure pattern to be exposed on the color filter substrate are formed, but only the exposure pattern to be exposed on the TFT substrate is formed. Alternatively, only an exposure pattern (for example, black matrix, color filter (R, G, B)) to be exposed on the color filter substrate may be formed.
なお、図11に示すような実施の形態として、約2倍の大きさのパターン領域に設定するパターンの例として、他の4つの同一の大きさのパターン領域のものに比べて、継ぎ精度が厳しいため1回の露光もしくは継ぎ回数を少なくするパターンの場合においても有効となる。この場合、パターン領域M15に対して、他の4つの同一の大きさのパターン領域を複数回の継ぎ合わせする継ぎ合わせ露光を行うことにより、所望の画面サイズのパターンの露光を行うことができる。なおこの際には、約2倍の大きさのパターン領域M15をマスクの中央部に配置することが好ましい。また、パターン領域M15に比べ、他の4つの同一の大きさのパターン領域M11〜M14は、領域毎に個別に調整することが可能となるので、別レイヤとの重ね合わせなどの調整を容易に行うことが可能であったり、下層レイヤの部分的な変形に対しても良好な重ね合わせ露光を行うことが可能となる。 In the embodiment as shown in FIG. 11, as an example of the pattern set in the pattern area of about twice the size, the splicing accuracy is higher than that in the other four pattern areas of the same size. Since it is severe, it is effective even in the case of a pattern that reduces the number of times of exposure or splicing once. In this case, a pattern having a desired screen size can be exposed to the pattern region M15 by performing joint exposure in which the other four pattern regions having the same size are joined several times. In this case, it is preferable to arrange the pattern region M15 having a size twice as large as the central portion of the mask. Further, compared to the pattern area M15, the other four pattern areas M11 to M14 having the same size can be individually adjusted for each area, so that adjustment such as overlay with another layer can be easily performed. It is possible to perform the overlay exposure, and it is possible to perform excellent overlay exposure even for partial deformation of the lower layer.
本発明の実施の形態においては、多様なサイズのフラットパネル製造用のマスクとして利用することが可能となり、デバイス製造を精度よく、さらに効率よく行うことが可能となる。 In the embodiment of the present invention, it can be used as a mask for manufacturing flat panels of various sizes, and device manufacturing can be performed with high accuracy and efficiency.
また、この実施の形態においては、照明光学系ILとマスクMとの間に第1減光部材9aを配置しているが、照明光学系IL内のマスクMのパターン面と光学的に共役な位置から所定距離離れた位置に第1減光部材9aを配置するようにしてもよい。
In this embodiment, the
また、この実施の形態においては、照明光学系ILとマスクMとの間に第2減光部材9bを配置しているが、例えば図12に示すように、投影光学ユニットPLa及びPLg内の中間像20a及び20gが形成される位置の近傍に2つの第2減光部材9b´を備えるようにしてもよい。なお、図12に示す20b〜20fは投影光学ユニットPLb〜PLf内に形成される中間像を示している。
Further, in this embodiment, the
また、この実施の形態においては、第1領域I1〜第4領域I4に形成されているパターンを順次走査露光しているが、多面取りのプレートに露光する際には、最初にプレート上の各領域に第1領域I1に形成されているパターンを繰り返し走査露光し、次に、各面に第2領域I2〜第4領域I4のそれぞれに形成されているパターンを繰り返し走査露光するようにしてもよい。即ち、高いスループットを得ることができる方法で各パターンの露光を行うのが望ましい。 In this embodiment, the patterns formed in the first region I 1 to the fourth region I 4 are sequentially scanned and exposed. However, when exposing a multi-faced plate, first, the pattern on the plate is exposed. repeatedly scanning exposing a pattern formed in the first region I 1 to each area of the then repeated scanning exposure patterns are formed on each of the second region I 2 ~ fourth region I 4 on each side You may make it do. That is, it is desirable to perform exposure of each pattern by a method capable of obtaining a high throughput.
また、この実施の形態においては、所謂マルチレンズスキャン型露光装置を例に挙げて説明したが、1つの投影光学系により露光を行う走査型露光装置にも本発明を適用することができる。また、この実施の形態においては、スキャン露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、一括露光を行うステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも本発明を適用することができる。 In this embodiment, a so-called multi-lens scanning exposure apparatus has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a scanning exposure apparatus that performs exposure using one projection optical system. In this embodiment, a step-and-scan type exposure apparatus that performs scan exposure has been described as an example. However, the present invention is also applied to a step-and-repeat type exposure apparatus that performs batch exposure. can do.
また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適用できる。 Further, the use of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for liquid crystal that exposes a liquid crystal display element pattern on a square glass plate, for example, for manufacturing an exposure apparatus for semiconductor manufacturing or a thin film magnetic head. It can be widely applied to an exposure apparatus.
また、投影光学系PLの倍率は等倍系、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。投影光学系PLとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、F2レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。 In addition, the magnification of the projection optical system PL may be any of an equal magnification system, a reduction system, and an enlargement system. As the projection optical system PL, a material that transmits far ultraviolet rays such as quartz and fluorite is used as a glass material when far ultraviolet rays such as an excimer laser are used, and a catadioptric system or a refractive optical system when an F 2 laser is used. To.
また、拡大系の倍率を有する投影光学系PLを用いて、各パターン領域に形成されているパターンのそれぞれを拡大露光してもよい。この場合においては、プレートP上にパターンが拡大して露光されるため、プレートのサイズに対してマスクのサイズを小さくすることができる。また、拡大系の倍率を有する投影光学系PLを用いて、各パターン領域に形成されているパターンを拡大露光しつつ、画面合成露光(パターン合成露光)してもよい。この場合においても、プレートP上にパターンを拡大し、かつ画面合成して転写露光することができるため、プレートのサイズに対してマスクのサイズを小さくすることができる。 In addition, each of the patterns formed in each pattern region may be subjected to enlarged exposure by using the projection optical system PL having an enlargement system magnification. In this case, since the pattern is enlarged and exposed on the plate P, the size of the mask can be made smaller than the size of the plate. Further, screen composition exposure (pattern composition exposure) may be performed while enlarging exposure of the pattern formed in each pattern region by using the projection optical system PL having an enlargement system magnification. Even in this case, since the pattern can be enlarged on the plate P, and the screen can be combined and transferred and exposed, the size of the mask can be made smaller than the size of the plate.
上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置では、投影光学系を用いてレチクル(マスク)により形成された転写用のパターンを感光性基板(プレート)に露光する(露光工程)ことにより、マイクロデバイス(半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等)を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図13のフローチャートを参照して説明する。 In the scanning projection exposure apparatus according to the above-described embodiment, a micropattern is obtained by exposing a transfer pattern formed by a reticle (mask) using a projection optical system onto a photosensitive substrate (plate) (exposure process). Devices (semiconductor elements, imaging elements, liquid crystal display elements, thin film magnetic heads, etc.) can be manufactured. Hereinafter, an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a plate or the like as a photosensitive substrate using the scanning projection exposure apparatus according to the above-described embodiment will be described. This will be described with reference to the flowchart of FIG.
先ず、図13のステップS301において、1ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップS302において、1ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップS303において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスクのパターンの像が投影光学系を介して、その1ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップS304において、1ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップS305において、その1ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクのパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。 First, in step S301 of FIG. 13, a metal film is deposited on one lot of plates. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on one lot of plates. Thereafter, in step S303, using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the mask pattern image is sequentially exposed and transferred to each shot area on the plate of the one lot via the projection optical system. Thereafter, in step S304, the photoresist on the one lot of plates is developed, and in step S305, the resist pattern is etched on the one lot of plates to correspond to the mask pattern. A circuit pattern is formed in each shot area on each plate.
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行ない、プレートから複数のデバイスに切断され、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行なっているため、マスクのコストを抑えつつ各レイヤに対応するパターンを良好に露光することができ、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップS301〜ステップS305では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 Thereafter, an upper layer circuit pattern is formed, and the plate is cut into a plurality of devices to manufacture devices such as semiconductor elements. According to the semiconductor device manufacturing method described above, since the exposure is performed using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the pattern corresponding to each layer can be satisfactorily exposed while suppressing the cost of the mask, A good semiconductor device can be obtained. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the plate, a resist is applied on the metal film, and exposure, development and etching processes are performed. Prior to these processes, the process is performed on the plate. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.
また、上述の実施の形態にかかる露光装置では、プレート(ガラス基板)上に所定のパターン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図14のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図14において、パターン形成工程S401では、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板(レジストが塗布されたガラス基板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程S402へ移行する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in FIG. 14, in a pattern forming step S401, a so-called photolithography step is performed in which the exposure pattern according to the above-described embodiment is used to transfer and expose a mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). Is executed. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate undergoes steps such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming step S402.
次に、カラーフィルタ形成工程S402では、R(Red)、G(Green)、B(Blue)に対応した3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはR、G、Bの3本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程S402の後に、セル組み立て工程S403が実行される。セル組み立て工程S403では、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル(液晶セル)を組み立てる。セル組み立て工程S403では、例えば、パターン形成工程S401にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程S402にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル(液晶セル)を製造する。 Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or three of R, G, and B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembly step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401 and the color filter obtained in the color filter formation step S402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell ).
その後、モジュール組み立て工程S404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行なっているため、各レイヤに対応するパターンを良好に露光することができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。 Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, since exposure is performed using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a pattern corresponding to each layer can be satisfactorily exposed, and a good liquid crystal display An element can be obtained.
1…光源、2…楕円鏡、3…ダイクロイックミラー、4…リレー光学系、5…ライトガイド、6a〜6g…照明光学ユニット、9a…第1減光部材、9b…第2減光部材、9c…遮光部材、10a,10b…ガイド部、15…オートフォーカス検出系、IL…照明光学系、PL…投影光学系、PLa〜PLg…投影光学ユニット、M…マスク、MST…マスクステージ、P…プレート。
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記第2のパターンよりも高い露光精度が要求される前記第1のパターンを、前記マスクの中央部近傍に配置し、
前記第2のパターンを前記マスクの前記中央部よりも周辺に配置することを特徴とするマスク。 In a mask including at least a first pattern and a second pattern exposed on a substrate,
Placing the first pattern, which requires higher exposure accuracy than the second pattern, in the vicinity of the center of the mask;
The mask, wherein the second pattern is arranged at a periphery of the center portion of the mask.
前記第1のパターンは、前記表示素子の画素パターンを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のマスク。 The substrate is a substrate for a display element,
The mask according to any one of claims 1 to 4, wherein the first pattern includes a pixel pattern of the display element.
前記第2のパターンは、前記表示素子のカラーフィルタのパターン及びブラックマトリックスのパターンの少なくとも一方であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のマスク。 The substrate is a substrate for a display element,
The mask according to any one of claims 1 to 5, wherein the second pattern is at least one of a color filter pattern and a black matrix pattern of the display element.
前記第1のパターン及び前記第2のパターンのそれぞれの露光は、拡大露光及びパターン合成露光の少なくとも一方を行なうことを特徴とする露光方法。 Using a mask including at least a first pattern and a second pattern exposed to different layers on the substrate;
An exposure method characterized in that each of the exposure of the first pattern and the second pattern performs at least one of expansion exposure and pattern synthesis exposure.
前記第1のパターンは、前記表示素子の画素パターンを含むことを特徴とする請求項8乃至請求項11の何れか一項に記載の露光方法。 The substrate is a substrate for forming a display element,
The exposure method according to any one of claims 8 to 11, wherein the first pattern includes a pixel pattern of the display element.
前記基板のパターン面と前記第2基板のパターン面とが互いに対向して組み合わされるように前記第3のパターンが形成されることを特徴とする請求項8乃至請求項12の何れか一項に記載の露光方法。 The mask has a third pattern exposed to a second substrate different from the substrate;
13. The third pattern according to claim 8, wherein the third pattern is formed such that the pattern surface of the substrate and the pattern surface of the second substrate are combined to face each other. The exposure method as described.
前記第2のパターンは、表示素子のカラーフィルタのパターン及びブラックマトリックスのパターンの少なくとも一方であることを特徴とする請求項8乃至請求項13の何れか一項に記載の露光方法。 The substrate is a substrate for forming a display element,
14. The exposure method according to claim 8, wherein the second pattern is at least one of a color filter pattern and a black matrix pattern of a display element.
前記第3のパターンは、表示素子のカラーフィルタのパターン及びブラックマトリックスのパターンの少なくとも一方であることを特徴とする請求項8乃至請求項13の何れか一項に記載の露光方法。 The substrate is a substrate for forming a display element,
14. The exposure method according to claim 8, wherein the third pattern is at least one of a color filter pattern and a black matrix pattern of a display element.
前記露光工程により露光された前記基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とする表示素子の製造方法。 An exposure step of exposing a predetermined pattern on a substrate by the exposure method according to any one of claims 8 to 17,
A development step of developing the substrate exposed by the exposure step;
A method for manufacturing a display element, comprising:
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